SMD LED LTST-C150TBKT-5A 데이터시트 - 블루 InGaN - 5mA - 45mcd - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체 칩을 사용하여 청색광을 생성합니다. 자동화 조립 공정에 맞게 설계되었으며 대량 생산을 위해 테이프 및 릴에 포장되어 있습니다.

이 부품의 핵심 장점은 적외선 리플로우 납땜 공정과의 호환성, 자동 배치 장비 사용 적합성, RoHS 준수 그린 제품으로 분류된다는 점입니다. 주요 타겟 시장은 소형, 신뢰성 있는 청색 광원이 필요한 소비자 가전, 지시등, 백라이트 응용 및 일반 조명을 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

영구적인 손상을 방지하기 위해 이 한계를 초과하여 작동해서는 안 됩니다.

• 소비 전력:76 mW. 이는 지정된 조건에서 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 피크 순방향 전류:100 mA. 이는 최대 순간 전류로, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC 순방향 전류:20 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-20°C ~ +80°C. LED가 정상적으로 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-30°C ~ +100°C. 비작동 상태에서 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 적외선 납땜 조건:260°C에서 10초. 리플로우 납땜 중 부품이 견딜 수 있는 최대 열 프로파일입니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이 파라미터들은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정되며, 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도(I_V):순방향 전류(I_F) 5mA에서 11.2 - 45.0 mcd (최소 - 최대). 이는 광 출력의 인지된 밝기를 측정합니다.
• 시야각(2θ_1/2):130도 (일반값). 이는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 발광 파장(λ_P):468 nm (일반값). 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장(λ_d):I_F=5mA에서 465.0 - 475.0 nm. 이는 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):25 nm (일반값). 스펙트럼 순도의 척도이며, 값이 작을수록 더 단색광에 가까운 광원입니다.
• 순방향 전압(V_F):I_F=5mA에서 2.65 - 3.05 V (최소 - 최대). 전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 10 μA (최대). LED가 역방향 바이어스되었을 때의 작은 누설 전류입니다. 이 소자는 역방향 작동을 위해 설계되지 않았습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 대한 특정 허용 오차 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

소자는 5mA에서의 순방향 전압에 따라 4개의 빈(1-4)으로 분류되며, 각 빈의 범위는 0.1V입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±0.1V입니다.

• 빈 1: 2.65V - 2.75V
• 빈 2: 2.75V - 2.85V
• 빈 3: 2.85V - 2.95V
• 빈 4: 2.95V - 3.05V

3.2 광도 빈닝

소자는 5mA에서의 광도에 따라 6개의 빈(L1, L2, M1, M2, N1, N2)으로 분류됩니다. 각 빈의 허용 오차는 ±15%입니다.

• L1: 11.2 - 14.0 mcd
• L2: 14.0 - 18.0 mcd
• M1: 18.0 - 22.4 mcd
• M2: 22.4 - 28.0 mcd
• N1: 28.0 - 35.5 mcd
• N2: 35.5 - 45.0 mcd

3.3 주 파장 빈닝

소자는 5mA에서의 주 파장에 따라 2개의 빈(AC, AD)으로 분류됩니다. 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

• AC: 465.0 - 470.0 nm
• AD: 470.0 - 475.0 nm

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 스펙트럼 분포용 그림 1, 시야각용 그림 5)을 참조하지만, 설계에 있어 그 일반적인 해석은 매우 중요합니다.

4.1 전류 대 전압 (I-V) 특성

순방향 전압(V_F)은 순방향 전류(I_F)와 대수 관계를 보입니다. 이는 비선형이며, 문턱 전압(청색 InGaN의 경우 약 2.6-2.8V) 아래에서는 거의 전류가 흐르지 않습니다. 이 문턱을 넘어서면 전압의 작은 증가가 전류의 큰 증가를 유발합니다. 따라서 LED는 일반적으로 안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압이 아닌 정전류원으로 구동됩니다.

4.2 광도 대 전류 (L-I) 특성

광 출력(광도)은 상당한 범위에서 순방향 전류에 일반적으로 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 특정 전류에서 정점을 찍은 후, 더 높은 전류에서는 반도체 내에서 증가하는 열 발생 및 기타 비방사 재결합 과정으로 인해 감소할 수 있습니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라:

• 순방향 전압(V_F):감소합니다. 이는 정전압 구동 회로에 영향을 미칩니다.
• 광도/광속:감소합니다. 더 높은 온도는 내부 양자 효율을 감소시킵니다.
• 주 파장:약간 이동할 수 있으며, 일반적으로 더 긴 파장(적색 편이) 쪽으로 이동하여 정밀 응용 분야에서 색상 인지에 영향을 줄 수 있습니다.

효과적인 열 관리는 성능과 수명을 유지하는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 EIA 표준 패키지 외형을 따릅니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 밀리미터 단위로 제공되며, 일반 허용 오차는 ±0.10 mm입니다. 패키지는 물처럼 투명한 렌즈를 특징으로 하며, 이는 색상 출력을 변경하지 않기 때문에(확산 또는 착색 렌즈와 달리) 청색 InGaN 칩에 최적입니다.

5.2 극성 식별

극성은 LED 설치의 중요한 측면입니다. 데이터시트에는 부품의 캐소드 및 애노드 표시를 보여주는 다이어그램이 포함되어 있습니다. 일반적으로 캐소드는 녹색 표시, 노치 또는 더 짧은 리드/탭으로 표시됩니다. 잘못된 극성은 LED가 점등되는 것을 방지하며, 상당한 역방향 전압을 가하면 소자를 손상시킬 수 있습니다.

5.3 권장 납땜 패드 레이아웃

인쇄 회로 기판(PCB)에 권장되는 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 치수를 준수하면 리플로우 공정 중 및 이후에 적절한 솔더 조인트 형성, 정렬 및 기계적 안정성이 보장됩니다. 패드 설계는 또한 LED 접합부에서 멀리 열을 방출하는 열 경로에도 영향을 미칩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

무연(Pb-free) 솔더 공정을 위한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C에서 최대 120초 동안 보드를 점진적으로 가열하고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간:솔더 조인트가 솔더 페이스트의 녹는점 이상에서 머무는 시간은 적절한 젖음에 중요합니다. 데이터시트 3페이지의 프로파일은 JEDEC 표준을 준수하는 시각적 참조를 제공합니다.
• 냉각 속도:부품 및 보드의 열 응력을 최소화하기 위해 제어된 냉각이 권장됩니다.

최적의 프로파일은 특정 보드 설계, 부품, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 다르므로 특성화가 필요하다는 점이 강조됩니다.

6.2 핸드 납땜

핸드 납땜이 필요한 경우 극도의 주의가 필요합니다:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 납땜 시간:조인트당 최대 3초.
• 제한:플라스틱 패키지 및 반도체 다이에 대한 열 손상을 피하기 위해 핸드 납땜은 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

납땜 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것이 권장됩니다. 지정되지 않은 화학 물질을 사용하면 플라스틱 패키지 재료 또는 렌즈가 손상될 수 있습니다.

6.4 보관 및 취급

• ESD 주의사항:LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 손목 스트랩, 방진 장갑 및 적절하게 접지된 장비에서 취급해야 합니다.
• 습기 민감도:패키지는 습기에 민감합니다. 원래 밀봉된 방습 봉지(건조제 포함)가 개봉되면, ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관할 경우 1주일 이내에 부품을 사용해야 합니다. 원래 봉지 밖에서 더 오래 보관하려면, 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 분위기에서 보관해야 합니다. 원래 포장 밖에서 1주일 이상 보관된 부품은 납땜 전에 베이킹(예: 60°C에서 20시간)하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

이 소자는 자동화 조립을 위한 산업 표준 포장으로 공급됩니다:

• 릴 크기:직경 7인치.
• 릴당 수량:3000개.
• 최소 주문 수량:잔여 수량의 경우 500개.
• 테이프 사양:ANSI/EIA 481-1-A-1994을 준수합니다. 빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락 부품:테이프에서 연속적으로 누락될 수 있는 최대 부품("누락 램프") 수는 2개입니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 상태 표시기:소비자 가전, 가전제품 및 산업 장비의 전원, 연결 또는 작동 상태 표시등.
• 백라이트:소형 LCD 디스플레이, 키패드 또는 장식 패널용.
• 장식 조명:간판, 액센트 조명 또는 소비자 가제트에서.
• 센서 시스템:광학 센서 또는 인터럽터의 광원으로 사용.

중요 공지:데이터시트는 이 LED가 일반 전자 장비용으로 고안되었다고 명시합니다. 예외적인 신뢰성이 요구되는 응용 분야, 특히 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 경우(예: 항공, 의료 기기, 안전 시스템)는 사전 협의 및 승인이 필요합니다.

8.2 회로 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 LED 드라이버 IC를 사용하십시오. 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 부품 간 변동이 있어도 전류가 한계를 초과하지 않도록 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.
• 소비 전력:최악의 경우 V_F와 주변 온도를 고려하여 계산된 전력(P = V_F* I_F)이 절대 최대 정격 76 mW를 초과하지 않는지 확인하십시오.
• 역방향 전압 보호:역방향 전압이 가해질 가능성이 있는 경우(예: AC 회로 또는 유도성 부하), 역방향 전압을 클램핑하기 위해 LED와 병렬로(캐소드에서 애노드로) 보호 다이오드를 배치해야 합니다.
• 열 관리:높은 전류 또는 높은 주변 온도에서 작동하는 설계의 경우, PCB가 적절한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오. 접지/전원 평면에 연결된 구리 패드는 열을 방출하는 데 도움이 될 수 있습니다.

9. 기술 소개 및 작동 원리

이 LED는 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체 칩을 기반으로 합니다. InGaN은 직접 밴드갭 반도체 재료로, 인듐과 갈륨의 비율을 변화시켜 밴드갭 에너지를 조정할 수 있습니다. 청색 LED의 경우, 청색 파장 범위(약 465-475 nm)에서 광자 방출에 해당하는 밴드갭을 생성하는 특정 조성이 사용됩니다.

순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들은 방사적으로 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 물처럼 투명한 에폭시 패키지는 렌즈 역할을 하여 광 출력을 형성하고 섬세한 반도체 칩 및 와이어 본드를 환경으로부터 보호합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λ_P):스펙트럼 파워 출력이 가장 높은 단일 파장입니다. 물리적 측정값입니다.
주 파장(λ_d):인간 눈의 반응(CIE 색도도)에 의해 정의된 빛의 인지된 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장입니다. 청색 LED와 같은 단색광원의 경우 종종 매우 가깝지만, 색상 인지에는 주 파장이 더 관련이 있습니다.

10.2 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?

예, 20mA는 권장되는 최대 DC 순방향 전류입니다. 그러나 가장 긴 수명과 가장 높은 효율을 위해 더 낮은 전류(예: 테스트에 사용된 5mA)로 구동하는 것이 지시등 응용 분야에는 종종 충분하며 더 적은 열을 발생시킵니다.

10.3 빈닝 시스템이 존재하는 이유는 무엇인가요?

제조 변동으로 인해 개별 LED 간에 V_F, 광도 및 파장에 약간의 차이가 발생합니다. 빈닝은 이를 엄격하게 제어된 파라미터를 가진 그룹으로 분류합니다. 이를 통해 설계자는 제품의 모든 유닛에서 일관된 밝기와 색상을 보장하는 빈을 선택할 수 있으며, 이는 다중 LED 어레이 또는 엄격한 색상 요구 사항이 있는 응용 분야에 중요합니다.

10.4 시야각은 어떻게 해석하나요?

130도의 시야각(2θ_1/2)은 중심축에서 밝기가 축상 값의 50%로 떨어지는 각도가 65도임을 의미합니다. 따라서 반전력에서 빔의 총 각도 폭은 130도입니다. 이는 넓은 영역 조명 또는 다양한 각도에서 볼 수 있어야 하는 지시등에 적합한 매우 넓고 확산된 빛 패턴을 나타냅니다.